插孔输入TTL高电平则相应的LED发光
时间： 19:06:10
&&&&数字逻辑电路&&&&实验指导书&&&&主编：刘常澍编写：张涛李志华马欣于洁潇&&&&天津大学电子信息工程学院&&&&日&&&&1&&&&&&&&实验箱使用说明&&&&1、注意事项&&&&电源电压的调整必须在断开所有电源输出线的情况下进行，否则有可能导致整个被连接的设备烧毁。电源输出电压调整，必须以万用表核对实际输出值无误后，再与设备连接，连接时必须在电源显示窗口显示内容为ALLOUTPUTOFF的情况下进行。严禁带电插拔元器件和连接线，在插拔元器件和连接线时必须先按下（OUTON/OFF）键，电源显示窗口显示内容为（ALLOUTPUTOFF）再接线或插拔元器件。&&&&2、面板上的电源插孔&&&&A、数字电源：标有+5V和地的一对插孔，为了适应不同孔径的插头，每个极性插孔都是大、小两个插孔内部连在一起的，箱内备有电源连接线，用连接线接到稳压电源的接线柱上，注意一要认清极性，二要测准电压值，错误的极性、电压值会造成实验箱器件的烧毁、损坏。警告：严禁将模拟电源接数字电源插孔。B、模拟电源：标有V1和V2的插孔，以及各自对应的以不同形式表明的地线插孔，是两对电源插孔，每个极性插孔都是大、小两个插孔内部连在一起的，适应不同孔径的插头。a、只需一组正电源（多数使用情况），则将稳压电源中的一组正极接V1(或V2)，负极接相应的地；b、只需一组负电源（多数使用情况），则将稳压电源中的一组负极接V1(或V2)，正极接相应的地；c、若用两组不同电压的正电源，则将稳压电源的两组正极一个接V1,另一个接V2，负极接地并且将两个地用导线连接以达到共地；d、若用两组不同电压的负电源，则将稳压电源的两组负极一个接V1,另一个接V2，正极接地并且将两个地用导线连接以达到共地；e、使用一组正电源和一组负电源（常用双电源接法，如双电源运算放大器的电源）时，则将稳压电源的一组正极接V1，负极接地，另一个组负极接V2，正极接地，并且将两个地用导线连接作为公共地。同数字电源接线时一样，切记一要认清极性，二要测准电压值，错误的极性、电压值会造成实验箱器件的烧毁而损坏。C、面包板的右方共有三组数字电源接线插孔：这三组电源接线插孔在箱内和数字电源输入插孔相连，可以方便地用单股导线将数字电源接向面包板。D、面包板的左方共有三组模拟电源接线插孔：这三组电源接线插孔在箱内和莫模拟电源输入插孔相连，可以方便地用单股导线将模拟电源接向面包板。如果电源输入插孔处已将两个地线相连了，这三组电源的地线也就相连了，不必重复连接。&&&&3、面板上的测试插孔&&&&面板的右方共有六个测试点接线插孔：用于将面包板上的被测点引出，以方便测试。注意测试点处的地线是数字地，如果要测试模拟信号，则要用模拟电源的地线。&&&&2&&&&&&&&4、面板上的信号源插孔&&&&A、面板的左下角是模拟信号插孔，可以将函数波形发生器的信号输出端用导线接入，可以用单股线从小插孔将模拟信号引向电路；B、面板的右边靠上处设置有数字信号插孔，可以将函数波形发生器的信号输出端用导线接入，可以用单股线从小插孔将数字信号引向电路。数字信号输出插座在函数波形发生器的后面板上，标有TTL字样。&&&&5、电位器的使用&&&&面板的左边有四支电位器，阻值分别为1k?、10k?、100k?、1M?，每个电位器的三个引出端各有一个接线孔，可以引向任何电路部分使用，内部未与其他任何部件相连。&&&&6、扬声器及音乐片的使用&&&&面包板的左上角设有扬声器和音乐片。A、扬声器的两个引出插孔内只与扬声器相连，将功率放大器的输出接入，即可做发声实验；B、音乐片内部使用的电源是数字电源+5V，其输出要在面板上和扬声器用导线相连（如箭头所示），当在“音响触发”端输入TTL高电平信号时，扬声器发声。&&&&7、电平信号产生器&&&&面板最下方有十六个用于产生电平信号的钮子开关，向上扳，相对应的输出插孔输出TTL高电平（H）；向下扳，相对应的输出插孔则输出TTL低电平（L），在数字电路实验中用作数字信号源。&&&&8、单脉冲信号产生器&&&&面板右下方有用于产生不同脉冲信号的两个按钮开关。A、标有A的按钮被按下时，在相对应的输出插孔产生一对互补的、完整的TTL电平、固定宽度的（正、负）脉冲，按下一次产生一个；B、标有B的按钮被按下时，在B输出插孔产生由低到高的脉冲上升沿（TTL电平）、松开时则完成脉冲的下降沿（电平由高到低），输出插孔同时产生极性相反的脉冲，也是按下一次产生一个，脉冲宽度对应按下的时间。&&&&9、电平指示器&&&&面包板的上方、音乐片的右边设有十六个电平指示器，每个发光二极管（LED）对应连接一个信号输入插孔，插孔输入TTL高电平则相应的LED发光，低电平则不亮。用作显示被测点的逻辑电平。&&&&10、数码管显示器&&&&面板的上方设有六个LED七段数码管，每个数码管可分别用两种输入信号：A、在数码管的下方标有DCBA的输入插孔输入8421BCD码（TTL电平），即可显示0~9十个数字，注意位权顺序为DCBA对应8421，不要接错。另外要将com插孔与数字地用导线连接，否则数码管不会显示。B、在数码管的下方标有abcdefg、dp、com的输入插孔输入经过七段译码后的驱动信号，将com与地相连，也可使数码管显示0~9十个数字。dp是小数点驱动输入插孔。C、com端是每个数码管的七段LED的共阴极公共端，称为“位驱动”输入端，用作动态显示的位驱动。七段驱动用编码驱动或译码驱动，选其一。注意事项：数码管的段LED内部串接有300欧姆的限流电阻，译码驱动输入的电压不可超过5V，以免因过流而损坏。&&&&11、阵列LED显示器&&&&面板的右上角设有一个7行×5列点阵显示器，可以显示各种字符，列是LED的阳极，外&&&&3&&&&&&&&加驱动信号的正极，行是LED的阴极，外加驱动信号的负极。注意事项：每个引出端都串接了一个300欧姆的限流电阻。当35个LED全亮时，行和列引出端的电流最大，计算式如下：每个行插孔电流每个列插孔电流&&&&iROW?(V?VD)/(300?300/5)&&&&iCOL?(V?VD)/(300?300/7)&&&&式中iROW和iCOL分别代表行、列电流，V为外加列插孔至行插孔间的驱动电压值，VD为LED的导通压降，一般约为1V，300是每个引出端串接的限流电阻值，按5列、7行计算，所用驱动器应能提供iROW和iCOL的最大值。为防止LED过流，V应限制在5V以下。&&&&12、逻辑测试单元&&&&面板的右下角（单脉冲发生器的上方）设有一个逻辑测试插孔，配有三个LED指示灯，分别指示插孔所连的被测点高电平、高阻态、低电平三种状态之一。&&&&实验特别注意事项在实验中为避免损坏设备或器件&&&&禁止带电接线禁止输出互连&&&&4&&&&&&&&附图：面板布置图&&&&5&&&&&&&&实验一TTL集成门特性的测试&&&&一、实验目的&&&&标准TTL门电路的传输特性曲线包含了许多TTL门电路的电气特性：输入端特性、输出特性、开门电压、关门电压、转换电压、输出低电平、输出高电平、输入低电平噪声容限、输入高电平噪声容限等，掌握这些特性对于正确使用TTL集成电路非常重要，如前后级的连接，扇入、扇出问题、带负载能力等。通过测试传输特性、带负载特性及延迟特性，掌握集成电路特性方面的基本知识，为使用集成电路打下良好的基础。数字万用表一块；&&&&二、使用仪器及器件&&&&1、数字模拟实验箱：在实验箱的面包板上搭接电路；2、仪器：稳压电源一台，只用数字电源+5V一路；示波器一台；信号发生器一台；3、集成电路：四-2输入与非门SN74LS00两片，符号及外形图见图1-1，或六反相器SN74LS04两片，符号及外形图见图1-2；4、元件：10k?电阻一支、100?电阻二支。&&&&图1-1&&&&图1-2&&&&三、实验内容及步骤&&&&1、TTL集成门传输特性曲线的测试实验用低功耗肖特基TTL集成电路74LS00族器件，它不同于标准TTL集成电路7400族器件，它们的输入、输出性能参数不同（可参看集成电路手册）。74LS00电路图如1-3所示。取一片四-2输入与非门SN74LS00芯片，横跨面包板的凹槽插好，首先将芯片的14脚接+5V电源，7脚接地线GND（均在实验箱右侧备有插孔）；再在面包板上按照图1-4连接测试电路。注意不要接错电位器上的电源，以免烧毁。将两个测试点用导线引到实验箱右侧的测试插孔以方便测量。将实验箱接好数字电源+5V和地线，通电。用万用表直流电压档（20VDC）测试输入电压，转动电位器使输入电压为0，再测输出电压，将测得的数据填入表1-1。按照表1-1所给出的输入电压数值逐点测试对应的输出电压，并填入表1-1。（上述实验也可以用六反相器SN74LS04其中的一个反相器做此实验。）&&&&6&&&&&&&&图1-3表1-1vI(V)vO(V)TTL门传输特性测试数据0.500.800.850.900.951.001.051.101.151.20&&&&图1-4&&&&0.10&&&&1.50&&&&2.00&&&&3.00&&&&4.50&&&&2、TTL集成门输出高电平负载特性曲线的测试将图1-4电路改造成如图1-5所示测试电路，输入端接电平产生器，并将其搬至低电平L。负载是门的输出端对地（GND）连接的电阻，由一支100?的电阻R1和实验箱上的1k?电位器串联组成。电流是从门的输出端通过负载电阻流向地，故为拉电流负载。用电压表测量输出端的电压（注意测量点）vO(V)，再测量100?电阻R1上的电压vR1(V)，以计算门的输出电流iO=vR1/R1。转动电位器，在电位器最小电阻和最大电阻之间逐点测量以上两个电压值，并填入表1-2。&&&&表1-2vO(V)vR1(V)iO(mA)TTL门高电平输出特性测试数据&&&&图1-5&&&&3、TTL集成门输出低电平负载特性曲线的测试将图1-5电路改造成如图1-6所示测试电路，输入端接电平产生器，并将其搬至高电平H。负载是门的输出端对电源（+5V）连接的电阻，由一支100?的电阻R2和实验箱上的1k?电位器串联组成。电流是从电源通过负载电阻流向门的输出端，故为灌电流负载。为了测量方便，用万用表测量输出端的电压(5?vO)，欲得到vO，则要计算vO=5?(5?vO)。再测量100?电阻R1上的电压vR2，以计算门的输出电流iO=vR2/R1。转动电位器，在电位器最小电阻和最大电阻之间逐点测量以上两个电压值，并填入表1-3。&&&&7&&&&图1-6&&&&&&&&表1-35?vO(V)vO(V)vR2(V)iO(mA)&&&&TTL门低电平输出特性测试数据&&&&4、测量TTL集成门的平均传输延迟时间用两片SN74LS00中的5个或7个与非门（每个与非门只用其中一个输入端，另一输入端悬空）搭接成一个环形振荡器电路，或用1~2片SN74LS04中的5~11个（单数个）反相器搭接成一个环形振荡器电路，如图1-7所示。接好电路检查无误后通电，用示波器观察波形，记录在如图1-8所示的方格内，并测量振荡频率f（或周期T）记在图旁。为清楚起见，可以用示波器的扩展档（即×10档）观察波形。&&&&图1-7&&&&图1-8&&&&四、总结并写出实验报告&&&&1、根据表1-1所记录的数据，在平面坐标上描出传输特性曲线，（注意74LS00不同于7400型号器件）。要求：用10×10cm的方格纸按照图1-9所示坐标描画。2、根据表1-2和表1-3所记录的数据，先计算出输出电流值（流入门输出端的电流为正向，流出为负向），在平面坐标上描出输出特性曲线。要求：用10×16cm的方格纸按照图1-10所示坐标描画。&&&&图1-98&&&&图1-10&&&&&&&&3、根据图1-8所示波形及记录的频率（或周期）值，计算每个门的平均传输延迟时间：tpd=T/2n其中：周期T=1/f，n为反相器的级数。&&&&五、回答并解释问题&&&&1、实验所测出的TTL集成门传输特性曲线与讲义所列曲线在形状上有何差别？为什么会有这样的差别？2、多个反相器组成的环形振荡器输出波形应该是方波，而用示波器观察到的是变形的波形，近似于正弦波，原因是什么？&&&&实验二&&&&一、实验目的&&&&组合电路应用的实验&&&&中规模集成电路应用广泛，有种类繁多的功能单元电路，其中型号最多的是TTL和CMOS型，器件的输入、输出特性按系列、族分别一致。本实验的目的是让学生掌握数据分配器和数据选择器的原理和使用，3线—8线译码器SN74LS138也可以用作数据分配器。通过插接电路及功能测试，熟悉SN74LS138和SN74LS151的功能，地址码与选择通道之间的关系，进而了解组合电路集成器件前后级之间的数据传输情况以及附加功能引脚的意义和作用；用门电路构成组合逻辑电路的结构和方式；了解组合电路的冒险存在的机理。&&&&二、使用仪器及器件&&&&1、数字模拟实验箱：在实验箱的面包板上搭接电路；2、仪器：稳压电源一台，只用数字电源+5V一路；示波器一台；信号发生器一台；3、集成电路：3线-8线译码器SN74LS138（图2-1）、8选1数据选择器SN74LS151（图2-2）各一片，四-2输入与非门SN74LS00三片（图1-1）。说明：SN74LS138和SN74LS151都是16脚双列直插封装的集成片，第16脚是电源VCC，第8脚是地线GND；A、B、C是地址线输入端，A对应A0、B对应A1、C对应A2；G和ST是选通使能控制端，只有满足条件才能有输出，否则SN74LS138的输出均为高电平，SN74LS151的输出Y恒为低电平。&&&&图2-1&&&&9&&&&&&&&三、实验内容及步骤&&&&1、多路信号分时共用一个通道传输数据发送端由SN74LS151选择要传送的数据，通过公共通道传送，接收端由SN74LS138分配给要传送的地点，以地址A2、A1、A0确定选择和分配的通道。实验电路如图2-3所示。用三个电平产生器的信号作为A2、A1、A0值的变换，再用八个电平产生器信号作为被传输的数据信号，以电平指示器显示接收端信号变化用以确定所用的通道。测试并记录：地址取值和发送、接收之间的对应关系。改变接收端的地址（与发送地址不一致），再测试并记录地址取值和发送、接收之间的对应关系。&&&&图2-2&&&&图2-3&&&&2、用二输入与非门实现一位全加器一位全加器的逻辑式为&&&&S?ABCI?ABCI?ABCI?ABCI?A?B?CI&&&&CO?ABCI?ABCI?ABCI?ABCI?(A?B)CI?AB&&&&这是两个与或表达式，按照等效的与非-与非结构需要三输入的与非门才能实现。因此，要对逻辑式进行变换，以便用二输入的与非门实现。利用四个与非门实现一个异或门的基本结构A?B?ABA?AB?B，变换如下。&&&&S?A?B?CI?(AB?A?AB?B)?CI?(AB?A?AB?B)?(AB?A?AB?B)?CI?CI&&&&CO?(A?B)CI?AB?(ABA?AB?B)?CI?AB&&&&10&&&&&&&&电路如图2-4所示，用三片SN74LS00搭接此全加器。以电平产生器作为输入信号，以电平指示器显示输出结果，测试该全加器的输入输出电平，以0代表低电平、1代表高电平填入真值表。预习时画好连线图，作好空白真值表，以缩短做实验的时间。3、（选做实验）组合逻辑电路的逻辑冒险模拟实验&&&&图2-4&&&&图2-6是用SN74LS00实现逻辑函数Y?AB?AC的电路，搭接此电路，并且接C=‘H’，B=‘H’，A接入100kHz的方波信号，用示波器Normal方式观察输出端Y波形中的毛刺，估计它的宽度和幅度。&&&&图2-5&&&&四、总结并写出实验报告&&&&回答并解释问题：1、为什么输入数据要用SN74LS138的（4）、（5）脚，而不用（6）脚？2、图2-5中的A为什么用三级反相器取得？若用五级反相器情况会如何？&&&&实验三&&&&一、实验目的&&&&计数器和振荡器实验&&&&时序电路是数字电路不可或缺的最重要部分，中规模时序电路集成电路种类很多，应用广泛，TTL和CMOS型有许多型号。本实验目的是让学生掌握时序电路的时序概念，计数器的组成、原理和使用。熟悉同步十六进制（四级二进制）计数器SN74LS161的功能，通过插接电路及功能测试，时序器件同步触发脉冲的作用，计数器时序及其进位特点，清除、置数、同步控制等附加功能引脚的意义和作用。通过实验掌握单稳态电路的性能和使用，掌握多谐振荡器/计数分频器MC14060的性能。&&&&二、使用仪器及器件&&&&1、数字模拟实验箱：在实验箱的面包板上搭接电路；2、仪器：稳压电源一台，只用数字电源+5V一路；示波器一台；信号发生器一台；3、集成电路：①同步十六进制计数器SN74LS161（图3-1）两片；②四-2输入与非门SN7400（图1-1）二片、8输入与非门SN7430（图3-2）各一片。③双单稳态集成芯片SN74LS123一片，符号见图3-7；④振荡器/计数分频器MC14060（或CC4060等）一片，符号及电阻电容外接图见图3-10。4、元件：1M?电阻1支，24k?、10k?电阻各2支，510pF电容3支，2000pF电容1支。&&&&11&&&&&&&&三、实验内容及步骤&&&&1、以下两种组成计数器的方法可以任意选择其中的一种，但是在一个多级计数器中不能同时使用两种方法。用一片SN74LS161组成一个十进制8421BCD码计数器，可用同步置0法，如图3-3的接法；也可用异步复位法，如图3-4所示。计数脉冲用信号发生器后面板“TTL电平”输出，信号调整为2Hz。用实验箱上的数码管显示计数值。数码显示器的接法参见实验箱使用说明。&&&&图3-1&&&&图3-2&&&&图3-3&&&&图3-4&&&&2、组成两级十进制计数器（任选一种）①用异步复位法组成的十进制计数器，再用同步级联一个十六进制计数器组成两级计数器。十位计数器的CP和个位计数器共用技术脉冲，但只有在个位计数器达到9状态时，下一个计数脉冲才能触发计数，为此，在前级为状态9时，十位计数器的ET=H，EP=H。用SN74LS30产生同步置0反馈电路，组成77进制计数器。由于同步置0的脉冲要存在一个计数脉冲周期，因而不需要扩展电路，为使计数为0~76共77个状态，反馈的复位脉冲应产生于76状态。参考电路见图3-5。②用同步置0法组成的十进制计数器，再用异步级联十六进制计数器，十位计数器的CP来源于个位计数器9变0的反馈信号上升沿。用SN74LS30产生异步复位反馈电路，组成77进制计数器。产生复位信号应该是77状态，&&&&12&&&&&&&&该状态只存在很短时间，不算计数循环的一个状态。由于异步复位的脉冲非常窄，提供的电流有限，复位较多的计数器可靠性差，因而用扩展电路使反馈的复位脉冲展宽到计数脉冲的高电平宽度。参考电路见图3-6。③图3-5和图3-6中的反馈电路中，都有如图3-7所示的两个与非门，其作用是将复位（清零）信号加入到计数器电路，使操作者可以控制计数器从0开始计数。复位（清零）信号来源于实验箱右下角的单脉冲发生器，若接B输出端，则按下按钮使计数器置0，松开后计数器才能计数。搭接好电路，接通2Hz信号（TTL电平），并使数码管显示的数字自动加1，计数到76时自动回0；在按清零键时，数码管数字应立即回0，表明实验成功。&&&&图3-5&&&&图3-6&&&&13&&&&&&&&3、用SN74LS123接成振荡电路①SN74LS123内部集成了两个互相独立的单稳态电路，首先，R2和C2取值同R1、C1，按照图3-8所示电路图搭接两个单稳态电路；而后再将两个单稳态电路接成一个环形，即成为一个振荡器了。只要电路搭接正确，接通电源后，电路就会振荡，自动产生矩形脉冲。用示波器观察并记录Q2的波形。参考波形示于图3-9。②将R2更换为24k?电阻，再测并记录Q2的波形。③保留R2=24k?，将C2更换为2000pF电容，再测并记录Q2的波形。&&&&图3-7&&&&图3-8&&&&图3-9&&&&4、用MC14060产生多种频率方波信号按照图3-10搭接振荡电路，取R=24k?，C=510pF，RS=1M?。MC14060振荡电路的等效电路如图3-11所示。该芯片内部已将振荡器产生的信号接入计数/分频器的时钟输入端，注意将复位输入端CR接低电平才能振荡。&&&&图3-11图3-1014&&&&&&&&四、总结并写出实验报告&&&&1、画出你做计数器实验所选电路的电路图，写出实验的过程，总结搭接电路的经验教训。2、SN74LS123实验：分别画出①、②、③三个实验步骤所记录的波形，标出tW1、tW2的测量值。并分别计算出三个波形的占空比。3、MC14060实验：根据所测量的QD端（芯片第7脚）的输出波形，计算出振荡器的振荡频率。推算出QH、QL、QN端波形的频率。&&&&五、回答并解释问题：&&&&1、十位的SN74LS161为十六进制计数器，没有改造为十进制计数器，为什么？2、更换单稳态振荡电路的R2或C2可以改变输出波形的占空比，其原因是什么？3、MC14060组成的信号产生器可以引出多少种频率的方波信号？4、由哪些器件决定MC14060组成的信号产生器输出信号的频率？RS起什么作用？它的取值应如何考虑？&&&&15&&&&&&&&本页链接：
第1个回答:
来自电子数码类芝麻团
可以是可以，但是如果我2接3V，1什么也不接就有1.18V电平，这是怎么回事
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